粒子加速器揭示了第一批陆地动物像海豹一样行走

生命的脊柱组织方式与过去150年人们的普遍认知恰恰相反。

对一些最早的四足动物进行的新的3D模型研究揭示了一个令人惊讶的发现:我们 设想它们的脊柱是颠倒的。我们的祖先——四足动物(tetrapods),即最早爬出泥潭登陆的动物——它们的脊柱组织方式与人们所想的恰恰相反。这些发现可能会改变进化生物学家对脊椎如何进化,进而对所有脊椎动物如何进化的理解。

所有脊椎动物——人类、鱼类、蛇等等——都有由许多椎骨串联组成的脊柱。与现代生物不同,早期四足动物的椎骨包含三组骨骼:一组在前,一组在上,一组在后。但英国皇家兽医学院的首席作者斯蒂芬妮·皮尔斯(Stephanie Pierce)说,人们一直认为是脊柱后部的那块骨头,实际上是位于前部的。

皮尔斯和来自皇家兽医学院以及剑桥大学的同事们正在研究三种四足动物的化石类型,这些动物分别被称为IchthyostegaAcanthostegaPederpes。他们对这些拥有3.6亿年历史的化石进行了高能同步辐射扫描,并利用X射线图像构建了这些动物骨骼的三维重建模型,因为这些骨骼被埋藏在化石化的岩石中。

他们发现,被认为是第一块骨头的实际上是最后一块,并且还注意到了一种原始的胸骨结构,而之前从未观察到过。这一点很有趣,因为它表明这些动物可能更像海豹一样,依靠躯干移动,而不是像鳄鱼那样摇摆前行。

皮尔斯在一份 声明 中说:“这项研究的结果迫使我们重写关于最早有肢体动物脊柱演化的教科书。”

所有这些骨骼信息都为我们了解这些动物如何从水中登陆提供了新的线索。例如,一个坚固的胸骨可以让像Ichthyostega这样的生物 像蠕虫一样 移动——科学上称之为“拄杖行走”(crutching)。作者们写道:“[胸骨]可能有助于在陆地上同步前肢拄杖行走时加固肋骨笼,使动物能够在抬起前肢移动的摆动阶段依靠胸部来支撑身体重量。”“这项研究对我们未来理解早期四足动物骨骼演化具有广泛的影响。”

该论文今天发表在《 自然 》杂志上。

朱莉娅·莫尔纳
 

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丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

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